全球首次優雅直膝行走、全球首例前空翻特技……我國人形機器人的“驚艷之舉”讓外界贊嘆不已
【中國制造業極限“探秘”④】從仿人步態到空翻騰躍，人形機器人如何突破“運動極限”？
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機器人直膝行走、空翻騰躍等動作融合了多個領域的尖端技術，每一個動作細節的背后，都蘊含著極高的技術含量，這不僅充分展示了企業出色的創新研發實力，也引發了人們對未來機器人技術的無限遐想。
3月9日，一臺身高1.38米、體重40千克的人形機器人在廣東深圳人才公園奮力奔跑，穿行在運動人群中，引得不少行人紛紛拿出手機拍照記錄。
機器人開始與人類一起跑步？這令人頗感意外。
然而，這并非一場簡單的行為藝術，而是深圳市眾擎機器人科技有限公司正在進行的機器人奔跑測試。相較步行而言，奔跑對機器人關節執行器的響應速度、抗沖擊能力等方面提出了更高要求，尤其是在面對不同的地面狀況時，機器人必須依靠高精度傳感器實時調整自身姿勢，以確保穩定著陸。
從仿人步態，到空翻騰躍，再到奔跑自如……一段時間以來，該公司研發的機器人用越來越多的“驚艷之舉”讓外界贊嘆不已。
就在不久前，該公司研發團隊已突破了人形機器人運動能力“極限”——成功完成全球首例人形機器人前空翻，不僅展示了企業出色的創新研發實力，彰顯了機器人運動控制技術的飛躍，更引發了人們對未來機器人技術的無限遐想。
那么，人形機器人是如何完成高難度空翻動作的？另外，隨著機器人技術不斷迭代更新，其在實際應用中展現出越來越多的優勢，在這個過程中，機器人企業又是如何突破關鍵核心技術的？
把整機重量控制到極致
輕輕按下遙控器按鈕，機器人猛然屈膝、蓄力，緊接著騰空而起，翻轉一圈后穩穩落地……實驗室里瞬間爆發出陣陣歡呼聲，研發人員早已按捺不住內心的喜悅和激動。
“這一躍，不只是一個動作的完成，更是人形機器人運動極限的突破。”回想起2月下旬這一幕，眾擎機器人科技有限公司聯合創始人兼市場負責人姚淇元依然激動不已。
空翻，這個看似簡單卻極具挑戰性的動作，實則融合了多個領域的尖端技術，每一個動作細節的背后，都蘊含著極高的技術含量。
“相較于后空翻，前空翻對機器人的爆發力、控制精度要求更高，研發的關鍵在于減輕整機重量，實現輕量化與高性能的平衡。”眾擎機器人科技有限公司聯合創始人任國穩表示，研發團隊必須要確保機器人具備整機重量輕、關節爆發力強等特點，才有可能完成高難度空翻動作。
“關節重量占機器人整機重量近60%，是減重的核心。只有把關節的重量減下來，才能把整機的重量控制到極致。”任國穩說，為了讓機器人更加靈活自如，研發團隊采用了自主研發的動力關節技術。
然而，攻克動力關節技術難題，絕非一朝一夕之功。憑借深厚的技術積累與不懈探索，眾擎已成為全球少數幾家同時具備三大類型高性能動力關節研發能力的人形機器人公司。
長期以來，機器人在行走時難以保持筆直的姿態，彎腿、屈膝行走不僅讓機器人“機械味”十足，還會限制其運動表現。業內普遍認為，人形機器人“站不直”的主要原因是其在機械結構、傳感器性能等方面還存在諸多技術難題。
2024年10月，眾擎推出了全球首個采用優雅直膝步態行走的人形機器人，徹底打破這一技術桎梏。研發團隊通過精準采集海量人體運動數據，不斷提升機器人的擬人化程度，以確保其在多種復雜環境中靈活應對。
500克的腦袋影響這么大？
“摔了多少次？沒有計算過。”當被問及研發過程中機器人的摔倒次數時，姚淇元笑著打開了手機中保存的視頻：后仰、前撲、側翻……砰！金屬關節撞擊地板的聲音一次次響起。
視頻中，機器人在空中進行翻轉，落地時卻以各種姿勢重重摔倒。
記者了解到，最初，能夠完成前空翻動作的機器人，是個“無頭戰士”。然而，當研發人員給機器人安裝上頭部時，問題出現了——機器人重心失衡，翻轉成功率大大下降。
“只是裝上500克的腦袋，影響怎么這么大？”面對新的困惑，團隊持續分析數據、優化算法、調試參數，卻始終找不到突破口。
原來，研發團隊一開始追求的，是一種近乎完美的“滿分策略”：機器人翻轉后必須精準落在原地，毫厘不差。然而，這一策略對機器人落地誤差的容忍度極低，一旦出現細小的偏差，機器人就有可能摔倒。
在經歷了一場場“頭腦風暴”之后，研發團隊提出了一個大膽的設想：“為什么非要讓它原地落地？人類空翻落地后，也會往前走幾步，并不會硬生生停住。是不是該讓機器人更像人類？”
一次突發奇想就這樣給研發團隊打開了一扇通往新機遇的窗。
研發團隊最終決定“讓機器人落地后向前走兩步”。簡單來說，就是讓機器人落地后瞬間切換到行走模式，化解慣性沖擊，確保落地的穩定性。
“以前，我們總是想讓機器人完美落地，其實沒必要讓機器人像跳水運動員那樣，翻轉得那么完美。如果允許它落地后往前走兩步，它可以通過調整姿勢穩定落地，結果一樣能夠達到滿分。”姚淇元感慨道，突破思維局限，勇于嘗試創新方案，從而找到更有效的解決辦法，這也正是研發人員創新能力的體現。
備受矚目的機器人“天團”
在外界印象中，機器人在面對外界干擾時，反應往往較為遲緩，而眾擎研發團隊推出的人形機器人不僅在感知和人機互動方面的能力顯著增強，在結構和功能上也更加接近人類。
成立于2023年的眾擎，是一家專注于通用智能機器人研發生產及行業場景解決方案的高科技企業。公司現有50余名員工，其中90%為研發人員，團隊成員大多擁有豐富的機器人研發經驗。
“將人形機器人的運動能力做到極致后，今年下半年將逐漸增加智能化的內容，讓機器人擁有更廣闊的應用空間。”公司總裁趙同陽說。
自成立以來，該公司已發布三款面向不同場景的人形機器人產品，并成功完成多項看似“不可能的任務”。這背后，離不開大灣區完善的產業供應鏈和濃厚的創新氛圍。
“測試中一旦有部件損壞，我們立刻聯系供應商，通常兩天內就能收到替換件。”姚淇元說，在測試過程中，依托當地強大的供應鏈體系，每當研發團隊遇到設備損壞的問題時，企業便能夠得到零部件供應商的快速響應和支持。
近年來，深圳機器人產業蓬勃發展，一批企業憑借雄厚的研發實力和過硬的產品質量迅速崛起，組成了備受矚目的深圳機器人“天團”。相關數據顯示，深圳已匯聚人工智能企業2600余家，機器人上市企業34家。
“穩定、可靠、靈活的供應鏈，使得企業不必過度依賴單一供應商，并能夠根據實際情況調整更換供應商，這大幅提升了測試效率和研發進度。”姚淇元說。
對此，深圳市機器人協會秘書長畢亞雷深有同感。在他看來，深圳機器人產業鏈已經覆蓋從核心零部件到整機制造的各個環節，產業鏈上下游已形成高效協同的創新生態。
“隨著技術的不斷成熟以及產業鏈的整合提速，機器人產品類型將更加豐富，功能也會更加強大，尤其是隨著商業化進程的加速，機器人將‘跑步’進入百姓生活。”畢亞雷說。
記者 劉友婷
《工人日報》(2025年03月18日 06版)